[发明专利]一种可注射两性离子水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可注射两性离子水凝胶及其制备方法，首先通过一锅法制备两性离子羧酸甜菜碱大分子单体，具体方法是先用自由基引发两性离子羧酸甜菜碱单体聚合，得到两性离子的高分子聚合物。再将所得到的聚合物接枝一定的双键，得到大分子羧酸甜菜碱两性离子单体。然后通过与两端含有巯基的小分子反应，制备得到了可注射的两性离子水凝胶。所制备的水凝胶制备方法简单，且同时具备可注射性，力学性能和成胶时间可根据需要进行改变。

技术领域

本发明涉及一种可注射两性离子水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是具有一定力学性能且具有高含水量的三维网状结构，由于水凝胶的这些特征，因此能够与周围环境进行营养物质、气体和代谢产物的扩散和交换。水凝胶的特殊三维网状结构能够吸收大量水分，将水分子连接在网络结构中，与人体组织高度相似，因此可以将其运用到生物工程和生物材料等新兴领域。可注射水凝胶是一类以液体形式存在并输送至注射部位，一般通过导管系统或是注射器进行注射操作，然后原位完成液态向水凝胶的转变。由于可注射水凝胶的可注射性，因此将其运用到生物工程领域时无需通过外科手术，侵入性小，避免不必要的创伤，降低治疗费用、加速伤口愈合。可以将水凝胶单独注射至受损的部位，替代受损的细胞外基质，为细胞提供一个三维的生长环境同时也为周围组织提供有力的力学支撑。也可以携带细胞、药物、活性因子等输送至受损部位从而实现对药物、细胞等的缓释。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可注射两性离子水凝胶及其制备方法，，通过将两性离子羧酸甜菜碱单体聚合，然后接枝上双键，得到两性离子聚合物大分子单体，然后通过双键和巯基的迈克尔加成反应，与两端含有巯基的小分子反应制备得到可注射两性离子水凝胶，可通过改变溶液浓度和两种组分的配比得到不同力学性能和成胶时间的可注射水凝胶。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

本发明的一种可注射两性离子水凝胶及其制备方法，按照下述步骤进行：

(1)将3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯(CBMA-OH)单体和自由基引发剂溶解到水中，在绝氧条件下引发3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯(CBMA-OH)单体的碳碳双键进行自由基聚合，得到两性离子聚合物(P(CBMA-OH))，所述自由基引发剂是3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯(CBMA-OH)单体质量的0.5-1wt％；

(2)向步骤(1)反应溶液中加入碱进行中和，并将其放入冰浴中，然后向所述溶液中加入含有双键的酸类单体，在室温下步骤(1)制得的两性离子聚合物(P(CBMA-OH))的羟基与含有双键的酸类单体的羧基发生酯化反应，从而得到两性离子聚合物大分子(PCB-OAA)单体，所述步骤(1)中3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯单体与步骤(2)中的含有双键的酸类单体的摩尔比为(1-10)：1，所述含有双键的酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐；

(3)将步骤(2)制得的两性离子聚合物大分子(PCB-OAA)单体和两端巯基的分子分别溶解于磷酸缓冲盐溶液(PBS)中配制成溶液，将两种溶液混合以使两性离子聚合物大分子(PCB-OAA)单体的双键与两端巯基的分子的巯基发生迈克尔加成反应；其中，反应体系中双键和巯基的比例为(1-10):(1-2)，所述两端巯基的分子为二硫苏糖醇或两端巯基的聚乙二醇(数均分子量为1000-40000)。

步骤(1)中，所述引发剂是偶氮类引发剂，选自偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸，优选偶氮二氰基戊酸；聚合反应温度为50-90℃，优选70℃；聚合反应时间为10-36h，优选24h。